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中原桩工夯扩桩机基础在杭州下沙地区的应用

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中原桩工夯扩桩机基础在杭州下沙地区的应用

中原桩工研制生产静压力桩机、CFG多功能系列桩机、DZB多功能钻机、夯实桩机、柴油锤打桩机、潜水钻机等10大系列30多个品种的新型桩工机械。杭州下沙地区位于钱塘江北岸,属钱塘江冲海积平原,地层分布较稳定。地基土主要由粉土组成,深8~9m处就有性质较好的2d砂质粉土夹粉砂土层,且分布广泛而有一定厚度,是较理想的桩端持力层。

在下沙地区打沉管灌注桩常出现这样的现象:一种是施工时无法将混凝土灌到设计标高,另一种是开挖后,发现近地表的上段桩虽在,而下段桩身混凝土已流失或仅存部分骨料石子。出现这种现象的主要原因是该地区地基土易液化,打桩时措施不当。持力层3a以上土层主要为砂质粉土,松散,孔隙比大,土层粒径在0.01~0.074mm之间的颗粒占86%以上。有关资料表明,平均粒径为0.05~0.1mm的粉砂土的抗液化能力最低。

在沉管过程中,一方面由于土体受到震动,使得孔隙中的水产生超静水压力,另一方面在成孔过程中,桩管周围一定范围内的土体受到挤压,使得土的孔隙减小,而孔隙中的水还来不及排出,也产生了超静水压力μ。水在水力梯度(i)下从高能量级向低能量级处流动,此时土中总应力为:σ=σ′+(μ+Δμ)或σ′=σ-(μ+Δμ),式中σ′有效应力;Δμ孔隙水压力增量。可见当Δμ不断增大,直到有效应力σ′减小到零,有效应力使粉砂土产生全部抗剪强度。当σ′=0时土体抗剪强度等于零,便出现了流砂现象,土粒之间压力消失,土粒处于悬浮状态,土体随水流动。地下水的渗流对土单位体积产生的压力GD称为动水压力。在桩外管拔出过程中,桩管中的混凝土也受到GD的作用。当GD较大且桩管中混凝土因自重引起的材料间的摩擦力不足以抵抗GD时,混凝土中的水泥砂就被流砂带走,甚至还会将骨料冲走。随着时间的推移,孔隙水压力逐渐消散。

以上分析可见,存在液化土层的地质条件下要成功完成灌注桩的施工,可采取适当的施工措施以消除流砂的不利影响。可以采取以下措施:①控制打桩的施工进度;②严格控制拔管速度;③采用有预制桩尖的夯扩桩。并在桩尖颈部设置草绳; ④第一次加灌混凝土后,先进行适当的预夯扩,再拔管至h。经过正式施工前的打试桩,将夯扩设计参数最终确定为H=2500m,h=900mm,h-c=800mm;⑤在第二次加灌混凝土完成后,最终拔出外管时,用内夯管对管内混凝土边拔边压。

此外,选择合适的桩身混凝土的水灰比、坍落度及合理的打桩顺序等等,都可提高成桩的质量 。当然在工程桩施工前,也可先在打桩场地空隙处均匀布置砂石桩做泄水孔,但这种方法造价较高,本工程中并未采用。

1.经济效益:曾对夯扩桩、预制桩和振动式沉管灌注桩三种桩型基础方案的经济指标进行了对比。因夯扩桩的承载力明显高于其它两种桩型,总桩数最少,相应的桩承台较小,如果综合承台施工、土方开挖等项目的费用,夯扩桩基础的经济效益更高。

2.工程桩质量:根据低应变动测报告,不满足规范和设计要求的Ⅲ类桩仅3根,分别出现不同程度的缩颈、桩身混凝土离析,而无Ⅳ类桩,其余均为合格的Ⅰ、Ⅱ类桩。主体工程于2000年1月2日竣工后,最近一次沉降观测结果是:最大沉降量18mm,最大不均匀沉降为5mm。